含能材料烟火学样卷

一．填充题（每空1分，计30分）
1. 烟火药通常是一种混合药剂，主要由氧化剂、可燃剂和粘合剂经机械混合而制成，配方氧平衡一般设计为负平衡。

2．烟火药的特种效应主要指燃烧或爆炸反应产生的光、烟、热、声、气动等效应，以光效应为主的药剂主要有照明剂、发光信号剂、曳光剂、红外诱导剂、红外照明剂。

3. 烟火药的燃烧过程可分成点火、引燃、燃烧三个阶段，燃烧反应在凝聚相中开始，在气相中结束。

4．色度学理论中的“三原色”是指红、绿、蓝。

根据颜色加成原理，红+绿=蓝，绿+蓝=青，蓝+红=紫，互补光：红+青=绿+紫=蓝+黄=白光
5.燃烧剂除了符合烟火药一般要求外，需具有高温、大火焰、热熔渣、具有一定燃烧速度，易于点燃而难于熄灭等。

6.观察有色烟云最好的条件是光源（太阳）烟云和观察者三者位置成45-135或者90°的侧面位置。

7.黑体是理想化的物体，这类物体无论组成成分如何，在相同的温度下都发出同样形式的热辐射，且表面能吸收任何波长的光，吸收率等于1。

在与S、P、B混合时敏感度极高，易发生爆炸8. 烟火药中，KClO
3
或自行着火，故禁忌配制。

9.空中燃烧的照明矩可视为点光源，光源对地面照明的亮度不同，垂直投影处照度值最大，离中心越远，照度值越小。

10.烟火药燃烧产生红外辐射的机理分别是热辐射、产物特征光谱。

11. 国内外广泛应用的典型MTV红外诱饵剂主要组分镁粉、聚四氟乙烯和氟橡胶。

12．HC发烟剂是一种常规发烟剂，主要由六氯乙烷和氧化锌（或锌粉）组成的，发烟的主要产物是氯化锌。

13。

烟火药主要制备工艺是成分准备、称量、混药、造粒、烘干和压药。

二．判断题
1．火药、炸药与烟火药均为放热的氧化还原反应，反应产物均为大量气体。

（×）
2．高氯酸钾、硝酸钡与镁铝合金粉混合制成的发光剂可呈明显现绿色火焰。

（×）
3．烟幕的消光系数和透过率都是表征烟幕对可见光、红外、激光、微波等电磁辐射的衰减能力大小的物理量，它与测试所用药剂质量大小无关。

(×)
4. 线状光谱由单原子气体或蒸气激发产生的，带状光谱由分子运动产生的，红色曳光剂是混合光谱，照明剂是连续光谱。

（√）
5.由氯酸钾、镁铝合金粉和硝化棉组成的烟火药很容易产生爆炸反应。

（√）
6．高热剂燃烧区别于其它烟火药燃烧特征是反应温度高（2000-2800℃）。

（×）
7．烟火药的感度试验主要包括机械感度、热感度和静电感度。

（√）8. 红外诱饵剂用于装填质心式红外诱饵弹应具备的条件是：燃烧发出的红外光谱分布必须与被保护目标相一致，辐射能量高于目标能量，快速形成红外辐射且辐射持续时间要长。

(√)
9．烟火药的燃烧速度既取决于药剂的配方，也取决于药剂的燃烧条件。

在一定范围内的同类混合物中，随着可燃剂的增多而燃速加快（√）
10.烟幕粒子的吸收衰减在本质上是使分子内能发生了变化。

（√）
11.以硝酸钠25%、镁粉60%，酚醛树脂5%的药剂是黄光照明剂。

（√）
12.一般烟火药燃烧时需经过蒸发、升华、热分解、预混合和扩散等中间阶段才能转变成燃烧的最终产物。

（√）
13.红外诱饵剂燃烧产生的红外辐射大都属于热辐射，随着药剂燃烧温度升高，总辐射能量增加，辐射波长向红外方向移动。

（×）
14.制备烟火药的氧化剂原材料通常含有水，为了满足制药要求，需对材料进行干燥，干燥温度一般要大于100℃。

（×）
15.红外辐射在大气中传播存在的三个大气窗口为1-3微米,3-5微米和8-14微米三个波段.(√)
16．米氏理论是讨论粒子半径远小于入射光波长的散射理论问题.()米氏(光散射)理论，有关在介质之中的颜料粒子对光散射的理论（）17.烟火药的化学安定性用真空安定性、相容性好差热分析实验综合评估（√）
18.黄磷既可以作为发烟剂，也可以做燃烧剂。

（√）
19.照明剂的火焰温度低于2000℃时，由于其光出射度较低，所以不宜使用。

（√）
20.烟火药燃烧与其他燃烧的主要区别是烟火药可自持燃烧，燃烧反应区域内热量保持平衡，燃烧在凝聚相中开始在气相中结束。

(√) 三．简答题（每题5分,计30分）
1. 在其它条件都相同的前提下，白光照明剂和黄光照明剂在长贮过
程中哪种药剂化学变化最小？为什么？
白光照明剂化学变化最小。

白光照明剂主要由硝酸钡和镁粉组成，黄光照明剂是硝酸钠和镁
粉，正常储存条件下两种组分不会发生化学反应，而影响烟火药安定
性的主要因素是药剂中的水与镁粉作用，生成了别的产物，由于硝酸
钡比硝酸钠吸湿性小，与镁粉作用产生化学小，长贮性主要是药剂材
料的吸湿性，白光照明剂化学变化最小。

2.发烟剂总遮蔽能力测试原理及方法？
每公斤发烟剂形成的全遮蔽面积，TOP=1/CL,全遮蔽是透过率达
0.0125
方法：一定体积的烟箱内，一定药量发烟剂发烟，Cm为发烟剂的
质量浓度。

利用光源与探测器间距离调整烟幕通过率，使其在烟幕
释放前后的光强比值计算透过率0.0125，此时光源与测试仪器的距
离为L，计算得到TOP值。

3. 阐述有色发烟剂的发烟机理？有色发烟剂组分选择的原则分别是
什么？
有色发烟剂的发烟机理：利用氧化剂和可燃剂燃烧放出的热使燃料升
华产生各种色彩。

基本组分要求：氧化剂低温放氧，可燃剂热效应低，燃料易升华
不易燃烧。

4. 影响照明剂火焰发光强度因素及其相关性？
照明剂的燃烧温度、火焰中气固液占有量、辐射光谱分布、原材
料粒度和附加物
燃烧温度：照明剂属热辐射，随着温度升高，辐射强度增大； 火焰中气固液占有量：没有气体没有火药，气体生成量大时，会
加速火焰冷却，使辐射强度下降，固体占有量大时刻增加辐射强
度
辐射光谱分布：可见光以外的发光强度越小越适于人眼观察 粒度与燃速，粒度越小，燃速越快，辐射强度越高 附件物，加入改变光谱分布的物质或者燃速增加的物质可提高光
强
5. 计算n=-27g 氧的黄光照明剂Ba （NO 3）2与Mg 的二元混合物配方？
已知1g 氧需要消耗3.27g Ba （NO 3）2，1g 氧能氧化1.52gMg 。

解：由氧差公式 n=A/a-B/b 由已知得A —100g 药剂中 Ba （NO 3）2质量； B —100g 药剂中Mg 质量；
a---1g 氧需3.27gBa （NO 3）2
b---1g 氧可氧化1.52gMg ；
A+B=100 -25=A/3.27-B/1.52
A=40.25 B=59.75 黄光照明剂配方Na （NO 3）240.25%与Mg59.75%
6. 一种黄色发光剂的配方为KClO 3 60%，Na 2C 2O 4 25%，虫胶15%，
已知放出1g 氧需KClO 3 2.55g ，借1g 氧完全燃烧的虫胶量为0.47g ，
借1g 氧使Na 2C 2O 4分解量为8.37g ，试计算该药剂的氧差n=?
n=A/a-B/b-C/c =60/2.55-25/8.37-15/0.47
= -11.4g 氧
四.论述题或材料处理题(每题10分，共计20分)
1.利用烟火学知识概括总结烟火药剂主要种类和实现特种效应原理
及主要用途?
主要种类：
光辐射效应，气溶胶（烟幕）效应、热效应和气动效应的烟火
药。

其中，光辐射效应包括照明剂、发光信号剂、曳光剂、红外诱
饵剂、红外照明剂（答出其中两个答案即可）；
气溶胶效应的烟火药发烟剂和有色发烟剂；
热效应包括燃烧剂和点火药；
原理： 光--灼热的固体、液体和气体，分子或原子产生的带状和线性光
谱，
烟--粒子对光的吸收和散射作用热-可燃剂的放热量
气动-产物有大量气体
主要用途：
光辐射效应-照明剂用于制造照明弹以及其它照明器材，供夜间照
明；发光信号剂军事上用于制造各种信号弹，供
红外诱饵剂制造红外诱饵弹对红外制导导弹和观瞄器材实施引
诱、迷惑和扰乱干扰等。

气溶胶效应-遮蔽迷茫，有色发烟剂用于白天传递信息。

热效应-燃烧器材，起纵火作用；点火剂制造点火器材起引燃作
用。

2. 阐述红、黄、蓝发光信号剂的火焰发光辐射体分别是什么物质？并
举例说明以上各种发光信号剂主要组分及反应原理？
辐射体：红光SrCl ，绿光BaCl ，蓝光CuCl 配方组成：三色火焰由分子辐射产生带状光谱，辐射体由燃烧反应
物应产生，因此，配方中应分别含锶盐、钡盐、铜化合物，含氯附
加物，分子辐射需要一定的温度，采用金属可燃可燃物保证，配方
应配成负氧平衡。

反应原理：如绿光Ba （NO 3）+ Mg-Al+ PVC---- BaCl+ MgO 2+ Al 2O 3
+BaO。